Heißkanal-Leitfaden Auswahl und Konstruktion

Transkript

1 H O T R U N N E R T E C H N O L O G Y Auswahl und Konstruktion Stabilize your Process DE 08/2018

2 Ausführung und Konstruktion Das Ziel dieses Leitfadens Dieser Abschnitt des s soll allen, die Angießsysteme von Spritzgießwerkzeugen konstruieren und auslegen oder die sich einfach nur darüber informieren möchten, auf die folgende Art und Weise dienen: à Einblick in die Gestaltung von Angießsystemen mit Heißkanaltechnik à Hilfestellung für die Auswahl geeigneter Heißkanalkomponenten à Überblick über das Synventive-Heißkanalprogramm Wichtiger Hinweis Inhaltsverzeichnis Seite 3... Die hier und im folgenden dargestellten Informationen und Zusammenhänge entsprechen unserem derzeitigen Wissens- und Erfahrungsstand bzw. den in Praxis und Theorie gefundenen Informationen und Resultaten. Sie haben nicht den Zweck, die Eignung unserer Produkte für einen bestimmten Zweck verbindlich zuzusichern. Der konkrete Anwendungsfall sollte immer mit der Synventive-Anwendungstechnik abgestimmt werden. Einführung Die kundenspezifischen Heißkanallösungen modularer Komponenten Heißkanalkomponenten Seite 4... Seite 5... Seite 6... Seite 7... Heißkanaldüsen Übersicht der verschiedenen Düsenserien Düsen-Kenndaten Heißkanalverteiler Basisabmessungen der Heißkanalverteiler Fließregulierung Nadelbetätigungszylinder Materialeignung Seite 8... Seite 9... Seite Seite Seite Düsenspitzenbeschreibung der VTP Serie Düsenspitzenbeschreibung der VSP Serie Düsenspitzenbeschreibung der VTW Serie Düsenspitzenbeschreibung der TTP, TTW Serie Düsenspitzenbeschreibung der TFW Serie Düsenspitzen - Anwendungen Page Page Page Düsenspitzen - Anwendungen VSP, VSW Series Düsenspitzen - Anwendungen VTP, VTW Series Düsenspitzen - Anwendungen TTP, TTW, TFP Series Heißkanalkonstruktion Seite Seite Schussgewicht pro Düse Richtlinien zur Wärmeausdehnung 2018 Synventive Molding Solutions 2 / 18

3 Die kundenspezifischen Heißkanallösungen modularer Komponenten Heißkanalkomponenten 1 a) b) Produktserien und Struktur c) d) Heißkanalsysteme können aus vielen Subelementen bestehen, die jeweils auf spezifische Anwendung angepasst werden. a) Heißkanaldüsen Große Auswahl an Düsen zur Abdeckung der meisten Anwendungen. b) Heißkanalsysteme Erhältlich in Standardformen I, H, X, Y und in jeder realisierbaren Anwendungsspezifischen Form. Die Verteilerserien decken alle möglichen Arten von Spritzgießverfahren und Werkzeugkonzepten ab. c) Schmelzeflussregulierung An Nadelverschluss-Technologien bietet Synventive- von traditionellen SVG Anwendungen bis zu activegate Technologien, Lösungen an um die Ausführung anspruchsvollster Anwendungen zu erfüllen. d) Anschlüsse Nach Kundenspezifikation oder Synventive Standard. Synventive Heißkanalsysteme können elektrisch verdrahtet, verrohrt und getestet ausgeliefert werden. e) Heiße Seiten Heißkanalsysteme sind als Heiße Hälften, mitsamt den zugehörigen Werkzeugplatten montiert, erhältlich, d.h. fertig verkabelt und ggf. verschlaucht, komplett montiert und fertig abgestimmt. 3 e) 2018 Synventive Molding Solutions 3 / 18

4 Übersicht der verschiedenen Düsenserien Düsenbauart Düsenbaugröße J 06 J=Ø6 Einzeldüsen (thermischer Verschluss) Einzelnadelverschlussdüsen (pneumatisch / hydraulisch) Eingeschraubte Düsen (thermischer Verschluss / Nadelverschluss) 06 S 06 E 09 J=Ø9 09 S 09SVP pneumatisch 09 E01 12 J=Ø12 12SVP 12 S pneumatisch 12 E 16 J=Ø16 12SVH hydraulisch 16SVP pneumatisch 16 S 16 E SVH hydraulisch 22 J=Ø22 12 EX S 22 E 16 EX Synventive Molding Solutions 4 / 18

5 Düsen-Kenndaten Düsen-Kenndaten Max. Schussgewicht pro Düse (g): Hauptabmessungen Düsenbauart Thermischer Verschluss Nadelverschluss *Thermischer Verschluss S E Düsenserie schwer a) mittel b) leicht c) schwer a) mittel b) leicht c) J L D Xn Xc 06 S Ø Ø S Ø Ø S Ø Ø S Ø Ø S Ø Ø SVP pneumatisch Ø Ø SVP pneumatisch Ø Ø SVH hydraulisch Ø Ø SVP pneumatisch Ø Ø SVH hydraulisch Ø Ø E Ø Ø ,5 09 E Ø Ø ,5 12 E Ø Ø ,5 12 E Ø Ø E Ø Ø EX Ø12 - Ø Ø EX Ø12 - Ø Ø E Ø Ø EX Ø16 - Ø Ø EX Ø16 - Ø Ø *Mindestabstand von Düsen S mit thermischen Verschluss (theoretisch) Xn Mindestabstand der Düsen Xc Mindestabstand zwischen Düsen und Mittelstütze S Schussgewicht in Abhängigkeit von Verschlussart und Schmelzeviskosität Düsenhauptmaße und -heizzonen Viskosität der Schmelze bei mittlerer Massetemperatur und einer Schergeschwindigkeit von /s > 150 Pa s a) schwer fließend PC, PMMA PEEK, PES, PSU, PEI, POM = Pa s b) mittelschwer fließend ABS, SAN, ASA, PBT, PET, POM (Copo), PA, PPE, PPO, PPS, PC/ABS, PC/PBT J J D L E Xc Xn L B M B A M A < 60 Pa s c) leicht fließend PP, PE, PS, LCP, TPE E Xc L D Xn L 2018 Synventive Molding Solutions 5 / 18

6 Basis Abmessungen Heißkanalverteiler Erhältliche Verteilerserien V-37 V-42 V-45 V-50 V-55 V M= 37 M1= M= 42 M1= M= 45 M1= M= 50 M1= M= 55 M1= M= 65 M1= Düsenbaugröße Düsenserie J2 max. J2 max. J2 max. J2 max. J2 max. J2 max. NT V A B NT V A B NT V A B NT V A B NT V A B NT V A 06 E B E E E EX E EX NT: Düsen, offen V: Nadelverschlussdüsen Hauptabmessungen B J2 A M M Synventive Molding Solutions 6 / 18

7 Nadelbetätigungszylinder hydraulisch pneumatisch elektrisch Nadelbetätigungs zylinder HYC4520M HB2508 HB4016 HYZ3908 QCVG16 PNC3008B PNC4508B PNC6018B PB4008 PB6016 PB8016 VP4008P VP8016P ELA4308P ELA5708P ELA8708P ELA8716P Düsenbaugröße Düsenserie Xc Xc Xc Xc Xc Xc Xc Xc Xc Xc Xc Xc Xc Xc Xc Xc Xc E ## E E E EX E EX Nadelbetätigungszylinder, auf Verteiler aufgeschraubt HB Serie PB Serie Nadelbetätigungszylinder, in der Werkzeugplatte montiert HYZ Serie QCVG Serie VP Serie Xc Nadelbetätigungszylinder mit Druckversorgung über Werkzeugplatte PNC####B Serie Xc Elektrisch betätigte Antriebseinheit der ELA Serie Xc 2018 Synventive Molding Solutions 7 / 18

8 Düsenspitzenbeschreibung - VTP Düsenspitzen - Auswahl Aus der Beschreibung der Düsenspitzen können individuelle Konfigurationen für eine spezifische Anwendung ausgewählt werden. VTP Nadelverschluß - konische Nadel - Durchtauchend F=0, F=30, F= 0-30 MOD Universal Düsenspitze Für Direktanbindungen oder Kaltkanalanwendungen Empfohlen für alle gängigen polyolefine und amorphe Kunstharze Talg angefüllte Kunstharze GF nicht empfohlen Düsenspitzeneinsatz aus wärmeleitendem Material Der Schmelzefluss ist bis zum Anschnitt reguliert Die Düsenspitze muss immer gegen Kunststoff stehen, um Wärmeverlust und mechanische Belastungen beim Schließen der Form zu vermeiden Wandstärke im Anschnittbereich >= Anschnittdurchmesser Industriestandard für Front- und Rücklichtanwendungen Die Anschnittqualität ist geringer als mit zylindrischer Nadel, Risiko eines Anbindungsgrads Nicht geeignet für kosmetische Anspritzung und amorphe Kunststoffe bei Direktanbindung auf Spritzgussteile Nicht homogene Kavitäts Oberflächentemperatur Signifikante Wirkung bei langsamer Nadelöffnung, dringend empfohlen für activegate VTP-SC Die effektivste Lösung für Farbwechselanwendungen Leicht erhöhte Temperatur des Einschraubteils gegenüber einer VTP Düsenspitze Schwer entflammbare Kunstharze 2018 Synventive Molding Solutions 8 / 18

9 Düsenspitzenbeschreibung - VSP VSP Nadelverschluß - zylindrische Nadel - Durchtauchend F=0, F=30, F= 0-30 MOD Universal Düsenspitze Für Direktanbindungen oder Kaltkanalanwendungen Für alle gängigen Kunstharze Talg angefüllte Kunstharze GF< 30% Crystalline; PA6.6 GF<20% Düsenspitzeneinsatz aus wärmeleitendem Material Der Schmelzefluss ist bis zum Anschnitt reguliert Die Düsenspitze muss immer gegen Kunststoff stehen, um Wärmeverlust und mechanische Belastungen beim Schließen der Form zu vermeiden Wandstärke im Anschnittbereich >= Anschnittdurchmesser Die Anschnittqualität ist besser als bei konischen Anschnitten Nicht geeignet für kosmetische Anspritzung und amorphe Kunststoffe bei Direktanbindung auf Spritzgussteile Bei Verarbeitung mit polyolefinen und amorphen Kunststoffen und bei nicht optimaler Kühlung der Form, neigt die Kontaktfläche zum kleben (VSP WA, W-Düsenspitzen) Nicht homogene Kavitäts Oberflächentemperatur Keine signifikante Wirkung bei langsamer Nadelöffnung (activegate ) VSP-SC Für Farbwechselanwendungen Schwer entflammbare Kunstharze Die Temperatur des Einschraubteils ist, im Vergleich zu einer VSP Düsenspitze, leicht erhöht. VSP-WA Wear A Interne und externe Komponente - bestmögliche Verschleißfestigkeit (Abrieb und Korrosion) mit einer Standard-Wärmeübertragungsrate Bariumsulfate* Vermeiden schlechter Werkzeugkühlung und Hängenbleiben von Kunststoff VSP-WC Wear C Externe Komponente - bestmögliche Verschleißfestigkeit (Abrieb und Korrosion) mit einer Standard- Wärmeübertragungsrate Interne Komponente hohe Wärmeübertragungsrate GF>30% Crystalline; PA6.6 GF>20%; LGF * Für eine spezifische Anwendung wenden Sie sich bitte an Synventive 2018 Synventive Molding Solutions 9 / 18

10 Düsenspitzenbeschreibung - VSW, VTW VSW Nadelverschluß - zylindrische Nadel - Blind Düsenspitzeneinsatz aus wärmeleitendem Material Der Schmelzefluss ist bis zum Anschnitt reguliert Für Direktanbindungen und Kaltkanalanwendungen Empfohlen für die meist gängigen Kunstharze Verschleißeinsatz und / oder Kühlbuchse wird dringend empfohlen Talg angefüllte Kunstharze GF< 20% (kristalline Materialien) GF<30% (Amorph- und Polyolefinmaterialien) Empfohlen ist eine Wandstärke im Anschnittbereich min 0,7 1,0 x Anschnittdurchmesser Die Anschnittqualität ist besser als bei konischen Nadeln Ungeeignet für kristalline Harze mit engen Prozessfenstern (PA 4.6,...) Wenn separate Verschleißeinsätze nicht angewendet werden, muss der Anschnittbereich mehr als 54 HRC haben VSW-SC Benötigt für den Einsatz bei Farbwechselanwendungen, wenn eine zylindrische Verschlussnadel und Direktanspritzung erforderlich ist Die Temperatur der Kavität, ist im Vergleich gegenüber einer Anwendung einer VSW Düsenspitze, leicht erhöht Schwer entflammbare Kunstharze VTW Nadelverschluß - konische Nadel - blind Düsenspitzeneinsatz aus wärmeleitendem Material Der Schmelzefluss ist bis zum Anschnitt reguliert Für Direktanbindungen und Kaltkanalanwendungen Empfohlen für alle gängigen amorphe Kunstharze Verschleißeinsatz und / oder Kühlbuchse wird dringend empfohlen Talg angefüllte Kunstharze Empfohlen ist eine Wandstärke im Anschnittbereich min 0,7 1,0 x Anschnittdurchmesser Industriestandard für Front- und Rücklichtanwendungen Ungeeignet für kristalline Harze mit engen Prozessfenstern (PA 4.6,...) Wenn separate Verschleißeinsätze nicht angewendet werden, muss der Anschnittbereich mehr als 54 HRC haben Ungeeignet für Glasfaserharze VTW-SC Benötigt für den Einsatz bei Farbwechselanwendungen, wenn eine Direktanspritzung erforderlich ist Die Temperatur der Kavität, ist im Vergleich gegenüber einer Anwendung einer VSW Düsenspitze, leicht erhöht Schwer entflammbare Kunstharze 2018 Synventive Molding Solutions 10 / 18

11 Düsenspitzenbeschreibung - TTP, TTW TTP Thermischer Verschluss Torpedo - Durchtauchend Alle Verschlussnadeln F=0, F=30, F= 0-30 MOD Düsenspitzeneinsatz aus wärmeleitendem Material Der Schmelzefluss ist bis zum Anschnitt reguliert Die Düsenspitze muss immer gegen Kunststoff stehen, um Wärmeverlust und mechanische Belastungen beim Schließen der Form zu vermeiden Für Direktanbindungen und Kaltkanalanwendungen Empfohlen für die meist gängigen Kunstharze Den Anschnittkegel so kurz wie möglich halten Talg angefüllte Kunstharze GF< 20% (kristalline Materialien) GF<30% (Amorph- und Polyolefinmaterialien) Nicht geeignet für kosmetische Anspritzung und amorphe Kunststoffe bei Direktanbindung auf Spritzgussteile Bei Verarbeitung mit polyolefinen und amorphen Kunststoffen und bei nicht optimaler Kühlung der Form, neigt die Kontaktfläche zum kleben (W-Düsenspitzen). Nicht homogene Kavitäts Oberflächentemperatur Nicht geeignet für hochgefüllten Kunstharze (>30%), empfohlen für offene Einsätze oder Nadelverschluss TTP-SC Benötigt für den Einsatz bei Farbwechselanwendungen, wenn ein thermischer Verschluss erforderlich ist Die Temperatur des Einschraubteils ist, im Vergleich zu einer TTP Düsenspitze, leicht erhöht Schwer entflammbare Kunstharze TTW Thermischer Verschluss Torpedo - Blind Düsenspitzeneinsatz aus wärmeleitendem Material Der Schmelzefluss ist bis zum Anschnitt reguliert Für Direktanbindungen und Kaltkanalanwendungen Empfohlen für die meist gängigen Kunstharze Talg angefüllte Kunstharze GF< 20% (kristalline Materialien) GF<30% (Amorph- und Polyolefinmaterialien) Ungeeignet für kristalline Harze mit engen Prozessfenstern (PA 4.6,...) Wenn separate Verschleißeinsätze nicht angewendet werden, muss der Anschnittbereich mehr als 54 HRC haben Nicht geeignet für hochgefüllten Kunstharze (>30%), empfohlen für offene Einsätze oder Nadelverschluss TTW-SC Die effektivste Lösung für Farbwechselanwendungen, wenn ein thermischer Verschluss und Direktanspritzung benötigt wird Die Temperatur der Kavität, ist im Vergleich gegenüber einer Anwendung der TTW Düsenspitze, leicht erhöht Schwer entflammbare Kunstharze 2018 Synventive Molding Solutions 11 / 18

12 Düsenspitzenbeschreibung - TFP TFP Thermischer Verschluss - offener Einsatz - Durchtauchend Alle Verschlussnadeln F=0, F=30, F= 0-30 MOD Düsenspitzeneinsatz aus wärmeleitendem Material Der Schmelzefluss ist bis zum Anschnitt reguliert Die Düsenspitze muss immer gegen Kunststoff stehen, um Wärmeverlust und mechanische Belastungen beim Schließen der Form zu vermeiden Für scherempfindliche Harze, die nicht zur Fadenbildung neigen Für Kaltkanalanwendungen Gut geeignet für hochgefüllten Kunstharz Talg angefüllte Kunstharze Begrenst geeignet für Direktanspritzungen wegen möglicher Abrissreste Den Anschnittkegel so kurz wie möglich halten Nicht geeignet für kosmetische Anspritzung Anschnitt neigt dazu Fäden zu ziehen Nicht definierbare Abrissreste Nicht homogene Kavitäts Oberflächentemperatur TFP-SC Beste Lösung für Farbwechselanwendungen, wenn Kaltkanal gewünscht und Nadelverschluss nicht benötig wird Die Temperatur des Einschraubteils ist, im Vergleich zu einer TFP Düsenspitze, leicht erhöht Schwer entflammbare Kunstharze 2018 Synventive Molding Solutions 12 / 18

13 Düsenspitzen - Anwendungen 12E, 16E, 22E Serie VSP Standard Reduzierte Freimachung Eingeschränkte Platzverhältnisse, profillierte oder schräge Trennebene Abgewinkelte Anspritzung Abgewinkelte Anspritzung Abgewinkelte Anspritzung Abgewinkelte Anspritzung Option 1 Winkel max 10 (empfohlen) Option 2 Winkel max 25 (empfohlen) Verlängerter Düsenspitzen- Austrittsdurchmesser zur Verschlussnadel Anpassung Option 3 Winkel max 25 Konsultieren Sie Synventive Modifikationen an der Verschlussnadel sind nicht zulässig VSW Abgewinkelte Anspritzung Abgewinkelte Anspritzung Abgewinkelte Anspritzung Abgewinkelte Anspritzung Winkel zum Spritzteil Option 1 Winkel max 10 (empfohlen) Option 2 Winkel max 10 (empfohlen), bei Verschlussnadelvorschub von +1,5 mm. Konsultieren Sie Synventive Option 3 Winkel >10 Konsultieren Sie Synventive 2018 Synventive Molding Solutions 13 / 18

14 Düsenspitzen - Anwendungen 12E, 16E, 22E Serie VTP Standard Reduzierte Freimachung Eingeschränkte Platzverhältnisse, profillierte oder schräge Trennebene Abgewinkelte Anspritzung Abgewinkelte Anspritzung Option 1 Winkel max 10 (empfohlen) VTW Option 2 Winkel max 25 (empfohlen) Erweiterte Kontaktfläche und reduzierter Austrittsdurchmesser zur Verschlussnadel Anpassung Abgewinkelte Anspritzung Abgewinkelte Anspritzung Abgewinkelte Anspritzung Winkel zum Spritzteil Option 1 Winkel max 10 (empfohlen) Option 2 Winkel max 10 (empfohlen) Erweiterte Kontaktfläche der konische Verschlussnadel = Spezialbauteil 2018 Synventive Molding Solutions 14 / 18

15 Düsenspitzen - Anwendungen 12E, 16E, 22E Serie TTP Standard Reduzierte Freimachung Kalotte Abgewinkelte Anspritzung Abgewinkelte Anspritzung Eingeschränkte Platzverhältnisse, profillierte oder schräge Trennebene Nach Kundenspezifikation max. 1 mm Winkel zum Spritzteil Option 1 Winkel max 10 (empfohlen) TTW Abgewinkelte Anspritzung Abgewinkelte Anspritzung Winkel zum Spritzteil Option 1 Winkel max 10 (empfohlen) TFP Srandard Reduzierte Freimachung Kalotte Abgewinkelte Anspritzung Abgewinkelte Anspritzung Eingeschränkte Platzverhältnisse, profillierte oder schräge Trennebene Nach Kundenspezifikation max. 1 mm Winkel zum Spritzteil Option 1 Winkel max 10 (empfohlen) 2018 Synventive Molding Solutions 15 / 18

16 Schussgewicht pro Düse Das maximale Schussgewicht pro Düse bezeichnet die Leitungskapazität einer Heißkanaldüse, d. h. die Menge an Kunststoffschmelze, die die Düse im Betrieb maximal durchströmt darf weder Düse noch Kunststoff beschädigen. Die Angabe in Form eines Gewichts anstatt eines Volumenstromes liegt darin begründet, dass das Gewicht die im allgemeinen griffigere und verständlichere Größe ist. Neben stehende Zeichnung zeigt die Ermittlung des Schussgewichts pro Düse (W) an drei verschiedenen Anwendungsfällen: Mehrere Formteile pro Düse Mehrfach-Kavitäten-Werkzeug mit Angießbuchse Anbindung auf Unterverteiler Schussgewicht pro Düse = Formteile + Anguss Ein Formteil pro Düse Mehrfach-Werkzeug mit Verteilersystem Direktanbindung auf das Formteil Schussgewicht pro Düse = Formteil Mehrere Düsen pro Formteil Einfach-Werkzeug mit Verteilersystem Direktanbindung auf das Formteil Schussgewicht pro Düse = Formteilabschnitt, welcher von einer Düse gefüllt wird Das maximale Schussgewicht pro Düse wird von mehreren Faktoren beeinflusst: à Injection time à Kunststofftyp: Viskosität, Zusätze usw. à Angießkanal-Länge/-Durchmesser à maximal zulässiger Druckverlust à Verweilzeit Bei der Berücksichtigung oben genannter Faktoren stehen sich z. T. widersprüchliche Anforderungen entgegen Angießkanaldurchmesser möglichst groß: à geringer Druckverlust à geringe mechanische Belastung Angießkanaldurchmesser möglichst klein: à niedrige Verweilzeit à guter Masseaustausch Die für die Synventive-Düsen angegebenen maximalen Schussgewichte pro Düse basieren auf Praxiswerten, gestützt durch Berechnungen. Sie gelten für ungefüllte Materialien. Bitte halten Sie im konkreten Anwendungsfall Rücksprache mit dem Synventive Kundendienst W W1 W2 W2 W3 W1 W = + + W1 = W2 = W1 = W2 = W3 = 2018 Synventive Molding Solutions 16 / 18

17 Richtlinien zur Wärmeausdehnung Verhältnis des Stichmaß zur Düsenlänge für eingeschraubten Düsen Die thermische Ausdehnung des Heißkanalverteilers bewirkt dass sich die Düse bewegt, während die Düsenspitze innerhalb der Freimachung der Form fixiert ist. Die Düse darf eine bestimmte Länge nicht überschreiten, damit Sie sich ohne beschädigt zu werden biegen kann. Die Grafiken zeigen die minimale Längen eingeschraubter Düsen, in Bezug auf das Stichmaß. NOTICE 06E maximale Länge 200 mm 09E maximale Länge 400 mm 06E & 09E minimale Länge 60 mm Bevorzugtes Stichmaß für 06E & 09E Düsen Bevorzugtes Stichmaß nur für 09E Düsen NOTICE 12E04 minimale Länge 60 mm 16E & 22E minimale Länge 110 mm 12E04, 16E & 22E maximale Länge 650 mm Bevorzugtes Stichmaß für 12E04, 16E & 22E Nozzles Bevorzugtes Stichmaß nur für 12E04 Düsen 2018 Synventive Molding Solutions 17 / 18

18 Nord Amerika Synventive Molding Solutions Inc. 10 Centennial Drive Peabody, MA 01960, USA Tel.: Fax: Europa Synventive Molding Solutions GmbH Heimrodstr Bensheim, Germany Tel.: +49 (0) 6251 / Fax: +49 (0) 6251 / infohrde@synventive.com Asien Synventive Molding Solutions (Suzhou) Co.Ltd. 12B Gang Tian Industrial Square Suzhou Industrial Park, China Tel.: Fax: infohrcn@synventive.com 02-Aug Synventive Molding Solutions DTP: KA